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Schlauchpumpe Die Erfindung betrifft eine Schlauchpumpe, die mehrere
auf einer Druckplatte bzw. Druckschale parallel nebeneinanderliegende, elastisch
verformbare Schläuche und eine Anordnung von mit ihren Achsen quer zu den Schläuchen
stehenden Druckrollen aufweist, welche bei ihrer Umlaufbewegung auf einer oder mehreren
Linien quer zu den Schläuchen wirken, um diese an den jeweiligen Eingriffsstellen
gegen die Druckplatte bzw. Druckschale zu drücken und somit bestimmte Bereiche der
Schläuche abzuquetschen, um dadurch die in den Schläuchen befindliche Flüssigkeit
zu pumpen.
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Es ist bereits eine Schlauchpumpe mit zwei parallel nebeneinanderliegenden,
auf je einer Druckplatte angebrachten Schläuchen bekannt; bei der die betreffende
Druckplatte von einem feiler- oder gewichtsbelasteten Hebel in Richtung auf eine
oder zwei Rollen gedrückt wird, so daß der Schlauch von der Platte gegen die Rollen
gepreßt wird. Die Rollen sind mit ihrer Achse an zwei zueinander parallelen Ketten
befestigt, die von einem Antriebsmotor angetrieben werden. Auf der Gesamtlänge der
beiden Ketten sind drei Rollen angebracht, deren Achsen voneinander den gleichen
Abstand besitzen; dieser Abstand entspricht etwa derjenigen Länge, auf der die jeweilige
Rolle mit den Schläuchen i:n Berührung steht. Während der Bewegung der Rollen werden
die äußeren Enden der Rollenachsen von Schienen geführt, die auch den von der Druckplatte
auf den Schlauch und die Rollen ausgeübten Druck aufnehmen. Damit der Druck nicht
plötzlich auf den Schlauch ausgeübt wird, bzw. aufhört, .ist es bekannt, die Enden
der Druckplatten abzuschrägen. Der Nachteil dieser bekannten Schlauchpumpe ist darin
zu sehen, daß durch ihre beiden Schläuche gleichzeitig annähernd dieselben Flüssigkeits-
oder Gasvolumina weiterbefördert werden. Die Pumpgeschwindigkeit ist also in beiden
Schläuchen dieselbe und kann nur dadurch verändert werden, daß die Ketten mit einer
größeren oder kleineren Umlaufgeschwindigkeit angetrieben werden.
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Ferner ist eine Schlauchpumpe bekannt, bei der mehrere Schläuche gleichen
Querschnitts parallel nebeneinander auf der Innenseite einer konkaven Schale angebracht
sind. Über jeden der Schläuche werden mehrere Walzen bewegt, wobei wiederum mehrere
Walzen, der Zahl der Schläuche entsprechend, je auf einer gemeinsamen Welle sitzen,
welche an ihren beiden Enden an je einem Arm eines sich drehenden Armsternes gelagert
ist, so daß die Walzen hintereinander auf einer Kreisbahn auf dem betreffenden Schlauch
abrollen und dabei die in dem Schlauch befindliche Luft mit der gewünschten Geschwindigkeit
weiterbefördern. Auch diese bekannte Schlauchpumpe hat den Nachteil, daß in sämtlichen
Schläuchen dieselben Volumina des Fördermediums weitergepumpt werden.
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Das Ziel der Erfindung ist eine Schlauchpumpe, deren Schläuche derart
bemessen sind, daß in den einzelnen Schläuchen, zumindest in zwei Schläuchen, zueinander
unterschiedliche Fördervolumina pro Zeiteinheit weiterbefördert werden können.
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Bei Schlauchpumpen der eingangs erläuterten Art haben die Schläuche
gemäß der Erfindung verschiedene innere Durchmesser, aber gleiche Wandstärke, so
daß durch das vollständige Zusammendrücken eines Schlauches mit kleinerem inneren
Durchmesser das vollständige Zusammenpressen eines Schlauches mit größerem Innendurchmesser
nicht behindert wird.
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Ferner wird vorgeschlagen, daß die die Schläuche stützende Druckplatte
oder Druckschale je eine Abschrägung aufweist, wodurch der Druck auf die Schläuche
am Auslaßende allmählich abnimmt. Die Druckplatte selbst ist federnd gelagert, wobei
ihre Bewegung mit Hilfe von Lenkern, die an einem Lagerbock angelenkt sind, begrenzt
wird. Die Druckrollen werden bei dieser Ausführung von zwei unendlichen Rollenketten
getragen und dabei auf einer bestimmten Strecke geradlinig längs der Schläuche
bewegt.
Bei einer anderen Ausführungsform können die Druckrollen an einer rotierenden Trommel
federnd gelagert sein und sich radial zu der Trommel in begrenztem Umfang bewegen.
Die leicht auswechselbaren Schläuche können bezüglich ihres Abstandes gegeneinander
und gegen eine Verschiebung in Längsrichtung während des Eingriffes durch die Druckrollen
mit Hilfe außerhalb des Quetschbereiches angeordneter Halter gesichert sein. Diese
Halter können Rillen aufweisen, in denen die Schläuche nebeneinande,rliegen, wobei
Rohrschellen um die Schläuche deren Längsbewegung verhindern.
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Zum besseren Verständnis des Erfindungsgegenstandes wird dieser an
zwei Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnungsfiguren näher erläutert.
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Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Schlauchpumpe;
Fig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1; Fig.3 ist ein Schnitt durch
eine weitere Ausführungsform einer Schlauchpumpe; Fig. 4 ist ein Schnitt entlang
der Linie 4-4 der Fig. 3; Fig. 5 zeigt die federnde Lagerung einer Druckrolle bei
der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4; Fig.6 ist ein Schnitt durch Teile der
Schlauchpumpe entlang der Linie 3-3 der Fig. l ; Fig. 6 a und 6 b sind Schnitte
durch mehrere biegsame Schläuche verschiedener Größe, aber von gleicher Wandstärke
im völlig geöffneten bzw. im völlig geschlossenen Zustand; Fig. 7 ist ein weiterer
Schnitt entlang der Linie 7-7 der Fig. 2.
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Die Ausführungsform einer Schlauchpumpe 10 gemäß den Fig. 1
und 2 enthält ein Fundament 12, das von dem Gehäuse eines die Pumpe antreibenden
Motors M gebildet ist. Auf dem Fundament 12 ist eine starre Druckplatte
14 elastisch montiert. Sie wird von Federn 16 getragen, welche Stifte
18 umgeben. Diese Stifte sind an der Unterseite der Druckplatte
14
befestigt und ragen mit Spiel durch Öffnungen -"0 in einer Versteifungsplatte
22, welche innen an der Oberseite des Gehäuses 12 angebracht ist,
um eine starke Stütze für die verschiedenen Teile der Pumpe zu bilden. Die Stifte
18 haben Köpfe 24, welche die Bewegung der Platte nach oben begrenzen, wenn
ein Quetschrollenträger 26 aufgeklappt ist, wie die Fig. 6 zeigt.
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Die federnde Anbringung der Platte 14 erlaubt eine begrenzte
Selbsteinstellung der Platte bei Betätigung des Quetschrollenträgers 26.
Die Vorrichtung für die Selbsteinstellung der Platte enthält eine Stabilisierung
mit Hilfe eines Teiles 28 (Fig. 2 und 7), der mit einem drehbaren Stift in einem
Lagerblock 30 drehbar auf dem Fundament befestigt ist. Der Teil
28 ist außerdem mit einem Teil 32 drehbar verbunden, der mit Schrauben
34 an der Unterseite. der Druckplatte 14
befestigt ist. Der Teil
32 ist an dem Teil 28 so angebracht, daß dadurch ein Kardangelenk
zwischen der Platte 14 und dem Fundament 12 entsteht. Zu diesem Zweck
sind die Teile 28 und 32 außerdem durch einen Teil 36 verbunden,
der am Teil 32 festsitzt und am Teil 28 mit einem Drehstift
38 drehbar ist. Der Teil 32 dreht sich um einen Drehstift
40,
dessen Stellung zum Teil 36 durch den Stift 38 festgelegt
wird, der den Drehstift 40 in einer Verjüngung 42a berührt. Auf diese Weise
kann sich der Teil 32
um zwei zueinander senkrecht stehende Achsen drehen,
nämlich um die Achse des Drehstiftes 38 und um die Achse des Drehstiftes
40, und mit der federnden Anbringung dahingehend, daß die Platte durch ein
Kardangelenk gelagert ist, wie aus den Fig. 2 und 7 hervorgeht.
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Die Platte 14 ist das dem Rollenträger 26 entgegenwirkende
Widerlager beim abschnittsweisen Einquetschen der Schläuche T während des Pumpens
(Fig. 6 a und 6 b). Die Schläuche T sind mirttels Haltern 42, welche an beiden
Enden der Platte 14 abnehmbar montiert sind, auf der Oberseite der Platte
14 befestigt. Zu diesem Zweck ist die Platte mit nach oben stehenden Stiften
44 versehen; die Halter 42
besitzen in Abständen mehrere Öffnungen
46, welche eine verstellbare Anbringung der Halter 42 auf der Platte
14 mit einem Zwischenraum in Längsrichtung erlauben, wobei die Stifte
44 in einte der seitlichen Öffnungen 46 hineingehen. Die Halter
42 haben mehrere längsgerichtete Rillen 48, welche die Schläuche T in seitlichen
Zwischenräumen voneinanderhalten. Auf ihren Unterseiten haben die Halter
42 Aussparungen 49, in welchen an den Schläuchen T befestigte Manschetten
50 sitzen und die Schläuche in denn Haltern 42 festhalten. Die Schläuche
sind aus einem elastischen biegsamen Material, z. B. aus einem Vinyl-Kunststoff
hergestellt und können ohne merkliche Verlängerung oder Dehnung straffgespannt werden.
Da die Halter 42 mit Hilfe der Stifte 44 leicht an der Platte angebracht
und leicht wieder abgenommen werden können, können die Schläuche rasch mit den Haltern
42 zusammengebaut und als Einheit auf der Platte befestigt werden, ebenso
wie sie als Einheit wieder entfernt werden können, wenn man sie durch einen anderen
Satz Schläuche ersetzen will.
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Der Quetschrollenträger 26 weist eine Rahmenplatte
52 auf, an der die unendlichen Rollenketten 54
und 56 gelagert
sind. Diese Ketten tragen mehrere Rollen 58, welche durch in den Gelenken
der Ketten sitzende Lagerstifte befestigt sind. Die Rollenketten 54 und
56 werden von den Kettenrädern 60 und 62
angetrieben, die auf
einer in einem Ansatzstück 66
der Platte 52 drehbar gelagerten Welle
64 sitzen. Die Ketten gleiten ohne Reibung über Seitenstege 68 der
Platte 52 und über gekrümmte Enden 70 der Seitenstege 68, wodurch
ein weiteres Paar von Kettenrädern eingespart werden kann. An jedem Seitensteg
68 der Platte 52 befindet sich eine Vertiefung 72 zur Aufnahme
eines festen Schmiermittels für die Berührung mit den Gliedern der Ketten während
der Bewegung der Ketten relativ zu der Rahmenplatte 52.
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Der Quetschrollenträger 26 ist so angebracht, daß er aus einer
zurückgenommenen Stellung (Fig.6) in die Arbeitsstellung (Fig. 2) bewegt werden
kann.
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Die Rollenketten 54 und 56 werden mittels der Welle
64 und deren Verlängerungen, die hier nicht näher erläutert seien, vom Elektromotor
M aus, unter Zwischenschaltung einer Getriebekette 97 angetrieben. Mittels
eines Drehstiftes 76 ist der Quetschrollenträger 26 an einen Teil
78 des Fundamentes 12 befestigt und kann um diesen Stift
76 aus der Betriebsstellung herausgeschwenkt werden (Fig.6), was aber hier
ebenfalls nicht näher erläutert werden soll.
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Während sich die Rollen 58 über die Schläuche T hinwegbewegen,
werden diese abschnittsweise an den betreffenden Stellen eingedrückt und die zwischen
den Eindrückstellen in den Schläuchen enthaltenen Flüssigkeitsmengen weitergeschoben.
Wenn sich die Rollen nach und nach von den Schläuchen lösen, gewinnen diese durch
ihre Elastizität ihren normalem, vollständig ausgedehnten Zustand wieder, d. h.
ihren
vollen inneren Querschnitt, damit sie von neuem eine genaue
Flüssigkeitsmenge aufnehmen können. Die Schläuche T werden an den Eindrückstellen
durch die Rollen 58 vollständig eingedrückt, d. h. zwei Nachbarabschnitte
voneinander abgeschlossen, auch wenn alle Schläuche T oder einige von ihnen von
den Durchmessern der anderen verschiedene innere Durchmesser haben. Dadurch eignet
sich die Pumpe besonders gut zur Dosierung von verschiedenen Flüssigkeiten in bestimmten
Mengenverhältnissen, je nach den Anforderungen der Verfahren, denen die Pumpe dient
(Fig. 6a). Damit aber gemäß Fig.6b alle Schläuche ohne Rücksicht auf ihren inneren
Durchmesser von der alle Schläuche quer dazu berührenden Rolle vollständig zusammengepreßt
und verschlossen werden können, müssen sämtliche Schläuche die gleiche Wandstärke
ohne Rücksicht auf ihren inneren Durchmesser aufweisen. Das gilt ohne die Anwendung
von abnormalen Drücken auch für die Röhren mit dem kleinsten inneren Durchmesser
in der auf der Platte 14 befindlichen Gruppe von Röhren.
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Beim Betrieb der Pumpe bewegen sich die Ketten 54 und 56 in
Richtung des Pfeiles A in Fig. 2 und ziehen die Rollen 58 von rechts nach
links über die Schläuche T, wobei letztere an den Quetschstellen gegen die Druckplatte
14 angedrückt werden. Wie die Fig. 2 ferner zeigt, befindet sich an der unteren
Hälfte der Ketten gerade eine vordere und eine hintere Rolle 58; die vordere
Rolle ist bis über die Neigung 14a vorgerückt, welche dazu da ist, den Flüssigkeitsdruck
in den Röhren langsam abnehmen zu lassen, um eine plötzliche Druckabnahme in der
Röhre zu vermeiden. Die hintere Rolle 58 berührt die Röhren, bevor die vordere
Rolle sie verläßt, damit ein Rückfluß der Flüssigkeit vermieden wird.
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Bei der in den Fig.3 und 4 dargestellten Ausführungsform einer Schlauchpumpe
werden Rollen 58', welche Schläuche T' fortschreitend an den Eingriffsstellen
eindrücken und so die Pumpwirkung erzielen, von einem Rotor 111 getragen, der von
einer in einem Rahmen 114 gelagerten Welle 112 angetrieben wird. Die
Welle 112 kann z. B. durch ein Zahnrad 116 in Drehung versetzt werden, das
mittels eines biegsamen Zahnriemens 118 von dem nicht gezeigten Elektromotor
(Synchronmotor) angetrieben wird. Die Rollen 58' sind jeweils mit Lagerzapfen
132
elastisch in radial verschieblichen Lagern 120 gelagert, die von
Druckfedern 122 radial nach außen gedrängt werden (Fig. 5). Eines dieser
Lager 120 ist auch in Fig. 3 gezeigt, wobei ein Teil -des Rotors
111 zur Verdeutlichung entfernt ist. Aus den Fig. 3 und 4 sieht man, daß
die Lager 120 jeweils in einer radiale,. Bohrung 124 der Seitenplatten
126 beweglich angeordnet sind, welche an den Stirnseiten des Rotors
111 mit Schrauben 128 befestigt sind und sich somit mit diesem drehen.
Die inneren Enden der Federn 122 stoßen gegen Abflachungen der Welle
112, wobei genügend Raum zwischen dem inneren Ende eines Lagers
120
und der Welle vorhanden ist, damit sich das Lager gegen die Feder nach
innen bewegen kann und gleichzeitig die Rollen 58' nach innen bewegt werden,
wenn sich die Druckschale 130 in Arbeitsstellung befindet, um beim Eindrücken
der Schläuche T' während des Pumpens mitzuwirken. Die Lagerzapfen 132 der
Rollen 58' greifen durch Öffnungen 136 der Seitenplatten
126 hindurch; diese Öffnungen sind so groß, daß die Rolle sich neigen oder
verkanten kann, um Ungleichmäßigkeiten auszugleichen. Auf den Umfängen der Seitenplatten
126 sind Ringfedern 138 angeordnet. um die Bewegung der Lager
120 nach außen zu begrenzen. Die Druckschale 130 ist mit Hilfe eines
Drehstiftes 141 an den Rahmenteilen 115 gehalten. In den Fig.3 und
4 ist die Druckschale in Betriebsstellung gezeigt. Sie kann auch aus der Betriebsstellung
ausgeschwenkt werde., was aber hier nicht näher erläutert werden soll.
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Wie die Druckplatte 14 in den Fig. 1 und 2 besitzt die Druckschale
130 eine Abschrägung 140, so daß der Flüssigkeitsdruck in den Schläuchen
T' nur allmählich abnimmt, wenn bei der Drehung des Rotors 111 gegen den Uhrzeigersinn
die vordere Druckrolle die Schläuche T' verläßt.
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Während beim zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel die Druckplatte
14 mittels Federn befestigt ist, wird bei der Pumpe nach den Fig.3 bis 5 eine elastische
Druckwirkung auf die Schläuche T' durch die Anwendung der federnden zylinderförmigen
Lager 120 für die Rollen 58' erreicht. Auch bei dieser Ausführungsform
können die Schläuche T' verschiedene innere Durchmesser haben, wenn sie nur alle
die gleiche Wandstärke aufweisen, damit sie sämtlich von jeder Rolle vollständig
eingedrückt werden.